La freccia del tempo quantistico può essere invertita: la scoperta che cambia le regole del gioco
Far scorrere il tempo quantistico al contrario non è più solo un esercizio teorico. Un gruppo di ricercatori del Los Alamos National Laboratory ha sviluppato tecniche di controllo quantistico capaci di far sembrare che un sistema evolva a ritroso nel tempo, ribaltando quella che i fisici chiamano “freccia del tempo”. E come se non bastasse, lungo la strada hanno scoperto un modo inedito per estrarre energia dal processo di misurazione quantistica. Lo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review X nel luglio 2026, potrebbe avere ricadute enormi su computer quantistici, batterie quantistiche e tecnologie che oggi sembrano ancora fantascienza.
Il punto di partenza è semplice, almeno a parole. Le leggi fondamentali della fisica, a livello microscopico, funzionano benissimo sia in avanti che all’indietro. Non hanno preferenze. Eppure nella vita quotidiana il tempo va in una sola direzione: il latte versato non torna nella tazza. Questo perché a livello macroscopico emerge una direzione preferenziale, la famosa freccia del tempo, legata all’aumento dell’entropia. A livello quantistico, però, le cose si fanno più interessanti. E manipolabili.
Come si inverte la freccia del tempo in un sistema quantistico
Nella fisica classica, osservare qualcosa non cambia granché. In meccanica quantistica, invece, misurare un sistema ne altera lo stato in modo casuale e irreversibile. È proprio questa irreversibilità a generare una freccia del tempo nei sistemi quantistici. Il team guidato dal fisico Luis Pedro García-Pintos ha trovato il modo di aggirare il problema combinando misurazioni con un sistema di feedback estremamente preciso.
In pratica, i ricercatori hanno progettato un cosiddetto Hamiltoniano di controllo: una sequenza calcolatissima di campi e impulsi che riproduce gli effetti delle misurazioni quantistiche. Inserito in un circuito di retroazione, questo Hamiltoniano può cancellare, amplificare o addirittura sovracorreggere le perturbazioni causate dalle misurazioni stesse. Il risultato? Il sistema segue traiettorie compatibili con un flusso temporale invertito. Non si sta “riavvolgendo” davvero il tempo, sia chiaro, ma il comportamento del sistema diventa indistinguibile da quello che ci si aspetterebbe se il tempo scorresse al contrario.
La cosa ricorda, e non a caso, il celebre esperimento mentale del demone di Maxwell. Quell’ipotetico osservatore del diciannovesimo secolo che separava particelle calde e fredde, sembrando violare il secondo principio della termodinamica. Il “demone quantistico” creato a Los Alamos fa qualcosa di analogo: sfrutta le informazioni sullo stato del sistema per produrre comportamenti termodinamicamente anomali, invertendo di fatto la freccia del tempo quantistico.
Energia dalle misurazioni: verso le batterie quantistiche
Ma la parte forse più sorprendente riguarda l’energia. Le nuove tecniche di controllo permettono di influenzare il flusso energetico dentro e fuori un sistema quantistico in un modo che prima non era possibile. Questo apre la strada a un motore a misurazione continua, capace di estrarre energia utile direttamente dal processo di osservazione. Le misurazioni quantistiche, in questo schema, diventano una risorsa termodinamica vera e propria. Energia che può alimentare altri processi quantistici o essere immagazzinata in una batteria quantistica.
I prossimi passi prevedono dimostrazioni sperimentali con qubit superconduttori, piattaforme che supportano feedback rapidissimo e rilevamento ad alta efficienza. Sono gli stessi sistemi già usati per implementare versioni quantistiche del demone di Maxwell, quindi il terreno è fertile. Il gruppo prevede anche di applicare queste tecniche alla preparazione di stati quantistici più precisi, un tassello fondamentale per rendere i computer quantistici più affidabili.
Quello che emerge da questo lavoro è che il tempo quantistico non è un binario a senso unico. Con gli strumenti giusti, la sua direzione diventa una variabile controllabile. E questo, per la fisica e per la tecnologia, cambia parecchie cose.
